KR20140054943A - Method of installing floating off shore wind power generation plant - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for installing a floating type offshore wind power generation apparatus, which installs an upper tower, a connection structure, and a lower structure in an integrated type. The installation method comprises as follows: a step of transporting an integrated structure, where an upper tower, a connection structure, and a lower structure are integrated, to an installation position; a step of installing the integrated structure so that even the upper tower can be submerged through ballasting of the integrated structure; a step of installing a nacelle on the top of the upper tower using a small crane, and installing a blade on a rotary shaft of the nacelle; and a step of floating the upper tower on the water through deballasting of the integrated structure. Therefore, the installation method can save transportation costs, reduce installation hours, and save installation costs.

Description

부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법 {METHOD OF INSTALLING FLOATING OFF SHORE WIND POWER GENERATION PLANT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of installing a floating offshore wind turbine generator,

본 발명은 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 부유식 해상 풍력발전장치에서 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체를 일체형으로 설치하도록 한 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of installing a floating offshore wind turbine generator, and more particularly, to a method of installing a floating offshore wind turbine generator in which an upper tower, a connecting structure and a lower structure are integrally installed in a floating offshore wind turbine generator. ≪ / RTI >

일반적으로, 풍력발전설비는 주로 육상에서만 설치되어 왔으나, 육상에 비해 바람의 질이 대체로 양호한 편일 뿐만 아니라 날개 소음 문제에서도 쉽게 대응할 수 있어 점차적으로 해상 설치가 증가하고 있는 추세이다.Generally, wind turbines are mainly installed only on the land, but the wind quality is generally better than on the land, and the wing noise problem can be easily addressed. As a result, the marine installation is gradually increasing.

풍력발전설비를 해상에 설치하기 위한 구조는 고정식과 부유식으로 나눌 수 있는데, 고정식 구조는 육상에서와 같이 구조물이 직접 해저면에 고정되어 환경 하중을 구조적 변형으로 대응하는 형식이고, 부유식은 수면에 떠 있으며 자중, 부력, 환경 하중 및 계류력을 받고 있고 구조물의 6 자유도 운동으로 환경 하중을 이겨내는 방식이다.The structure for installing wind power generation facilities on the sea can be divided into a fixed type and a floating type. The fixed type structure is a type in which the structure is directly fixed to the sea floor as in the land, and the environmental load is corresponding to the structural deformation. Floating, buoyancy, buoyancy, environmental load and mooring force, and it is a way to overcome the environmental load by 6 degree of freedom movement of the structure.

그러나 고정식의 해상 풍력발전설비는 해저면에 고정되어 있어 유리한 조업조건을 제공하지만, 수심이 조금만 깊어지더라도 구조물의 규모가 너무 커지고 피로 파괴의 위험성을 피하기 어려우며, 설비의 대형화 추세에 따라 구조물의 제작 및 설치에 드는 비용이 너무 많은 단점이 있다. 그래서, 현재는 수심에도 제한을 받지 않는 부유식을 이용한 해상 풍력발전설비에 대한 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다.However, the stationary offshore wind power plant is fixed on the sea floor and provides favorable operating conditions. However, even if the depth of water is slightly increased, the structure becomes too large and the risk of fatigue failure is difficult to avoid. And the installation cost is too much. Therefore, there is a lot of research on the offshore wind power generation facility using the floating type which is not limited by the water depth.

한편, 한국공개특허 제10-2012-0021238호는 부유 지지선 압축 구조를 가진 해상 부유 풍력발전장치에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 의하면, 풍력 발전기를 구비한 해상 부유 풍력발전장치로서, 상기 풍력 발전기가 상부에 설치되는 수직지지대와, 중앙에 상기 수직지지대가 삽입되어 상하로 이동 가능하되 내부에 상기 수직지지대의 높이를 조정하는 높이조절수단이 설치된 수직형 부유구조물과, 상기 수직형 부유구조물 상부에 설치되는 상단부 고정판과, 상기 수직형 부유구조물 하부에 설치되는 하단부 고정판과, 상기 상단부 고정판과 해저면을 사선으로 연결하는 다수의 부유 지지선과, 한쪽 끝 부분으로 결집대가 연결되며, 다른 쪽 끝이 상기 수직형 부유구조물 하측의 해저면에 고정되는 중심케이블과, 한쪽 끝이 상기 상단부 고정판에 연결되고 다른 쪽 끝이 하단부 고정판을 관동하여 하측에 구비되는 결집대에 연결되되 상기 부유 지지선의 개수와 동일한 개수로 상기 부유 지지선 안쪽으로 설치되는 역삼각케이블과, 상기 각각의 부유 지지선과 각각의 부유 지지선에 대응하는 각각의 역삼각케이블을 체결하여 각각의 역삼각케이블이 바깥쪽으로 굴절되도록 하는 체결수단과, 상기 수직지지대에 설치되어 수위를 감지하는 수위계와, 상기 수위계의 수위신호를 받아 상기 높이조절수단을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 함으로써, 발전설비에 가해지는 강한 파도 또는 바람에도 안정적인 부유 중심을 유지할 수 있고, 높낮이 조절을 통해 해수면의 수위 변화, 풍력발전기의 정비 시에 강한 풍속을 동반하는 태풍 상황에서 능동적으로 풍력발전기의 높이를 낮추어 대처할 수 있다.On the other hand, Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0021238 discloses a marine floating wind power generator having a floating supporting line compression structure. According to the disclosed technology, there is provided a marine floating wind power generation apparatus having a wind power generator, comprising: a vertical support for installing the wind power generator on an upper portion thereof; A lower end fixed plate installed below the vertical floating structure, and a lower end fixed plate installed at a lower portion of the vertical floating structure so as to connect the upper end fixed plate with the sea floor in a diagonal line A center cable having a plurality of floating support lines connected to a collecting base at one end thereof and the other end fixed to a bottom surface of the lower side of the vertical floating structure and having one end connected to the upper end fixing plate and the other end connected to a lower end fixed plate Which is connected to a collecting table provided on the lower side and which has the same number as the number of the floating supporting lines A connecting means for connecting each of the floating support lines and each of the reverse osculating cables corresponding to the respective floating support lines to refract each of the reverse osculating cables outwardly; And a controller for controlling the height adjusting means in response to the level signal of the water level gauge. Accordingly, it is possible to provide a stable float center even in a strong wave or wind applied to the power generation facility The height of the wind power generator can be actively reduced in the typhoon condition accompanied by the strong wind speed during the change of the water level of the sea level by the height adjustment and maintenance of the wind power generator.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 부유식 해상 풍력발전장치는, 운반 및 설치할 때에, 하부 구조체, 연결 구조체, 상부 타워, 너셀 및 블레이드를 각각 분리하여 운반선에 의해 운반한 후에 각각 높이가 상당히 높은 대형 크레인 설치선을 이용하여 설치하도록 한다.However, in the conventional floating offshore wind turbine generator as described above, after the lower structure, the connecting structure, the upper tower, the nacelle and the blade are separated and transported by the carrier when transporting and installing, Install it using the installation cable.

다시 말해서, 종래의 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 운반선에 의해 하부 구조체를 우선 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 하부 구조체를 설치하도록 하며, 그런 다음에 운반선에 의해 상부 타워를 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 연결 구조체를 하부 구조체에 연결 설치하도록 하는데, 이때 연결 부위가 많아 설치 시간이 상당히 오래 걸린다. 그리고 운반선에 의해 상부 타워를 운송한 후에, 높이가 상당히 높은 대형 크레인을 이용하여 연결 구조체를 통해 상부 타워를 연결 설치하도록 하며, 그런 다음에 운반선에 의해 너셀을 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 너셀을 상부 타워 상단에 탑재시켜 설치하도록 한다. 이에, 마지막으로 운반선에 의해 블레이드를 운송한 후에, 대형 크레인을 이용하여 너셀에 블레이드를 설치하도록 한다.In other words, in the conventional floating type offshore wind turbine installation method, after the lower structure is firstly transported by a carrier, a large structure is installed by using a large crane, and then the upper tower is transported by a carrier Later, the connection structure is connected to the lower structure by using a large crane. In this case, the installation time is considerably long because there are many connection parts. After the upper tower is transported by the carrier, the upper tower is connected through the connection structure by using a large-sized crane having a considerably high height. Then, after the nacelle is transported by the carrier, Is mounted on the top of the upper tower. Finally, after the blade is transported by the carrier, a large crane is used to install the blade in the nacelle.

이와 같이, 종래 부유식 해상 풍력발전장치의 각각의 부위를 해상에서 조립하기 위해서는, 여러 번의 운반선을 이용해야 함과 동시에 대형 크레인 설치선을 이용해야 하는데, 특히 상부 타워, 너셀 및 블레이드의 경우에 설치 높이가 80 ~ 100(m) 이상으로 매우 높아서 소형 크레인 설치선으로 설치하지 못하고 반드시 대형 크레인 설치선을 투입해야 하는 문제점이 있었다.In this way, in order to assemble each part of the conventional floating offshore wind turbine at sea, it is necessary to use a plurality of carrier lines and use a large crane installation line. Especially, in case of an upper tower, The height is 80 to 100 (m) or more, which is very high, so that it is not possible to install the small crane installation line, and the large crane installation line must be inserted.

이에, 종래의 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 각 부위가 분리된 상태로 운송되어 설치되므로 운송 비용이 증가하고 설치 시간도 증가하며, 또한 대형 크레인을 사용해야 하므로 설치 비용 또한 증가하는 문제점이 있었다.
The conventional float type offshore wind turbine installation method has a problem in that the installation cost is increased because the transportation cost is increased and the installation time is increased and the large crane is used since the respective parts are transported and installed in a separated state there was.

한국공개특허 제10-2012-0021238호Korean Patent Publication No. 10-2012-0021238

본 발명의 일 실시 예는 부유식 해상 풍력발전장치에서 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체를 일체형으로 제작하여 운송하고 설치하도록 한 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법을 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a method of installing a floating offshore wind power generator in which an upper tower, a connecting structure and a lower structure are integrally manufactured, transported and installed in a floating offshore wind power generator.

실시 예들 중에서, 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체가 일체형으로 제작된 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계; 상기 일체형 구조물을 발라스트시켜 상기 상부 타워까지 물 밑에 잠기도록 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계; 소형 크레인을 이용하여 상기 상부 타워의 상단 부분에 너셀을 설치하고 너셀의 회전축에 블레이드를 설치하는 단계; 및 상기 일체형 구조물을 디발라스트시켜 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계를 포함한다.Among the embodiments, a method of installing a floating offshore wind power generator includes: transporting an integral structure in which an upper tower, a connecting structure, and a lower structure are integrally manufactured to an installation point; Installing the integrated structure at an installation point so that the integrated structure is ballasted and locked under water to the upper tower; Installing a nacelle on an upper portion of the upper tower using a small crane and installing a blade on a rotating shaft of the nacelle; And debubbling said integral structure to float said top tower over water.

일 실시예에서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계는, 상기 일체형 구조물의 설치 지점을 미리 설정해 두고, 상기 일체형 구조물이 연결된 운반선을 설정된 설치 지점까지 이동시킬 수 있다.In one embodiment, the step of transporting the integral structure to the installation point may set the installation point of the integral structure in advance and move the carrier to which the integral structure is connected to the set installation point.

일 실시 예에서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계는, 펌프를 구동시켜 물을 상기 하부 구조체로 유입하면서 상기 상부 타워가 물 속에 잠긴 깊이를 감지하고, 해당 감지된 깊이가 설정된 깊이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시킬 수 있다.In one embodiment, the step of installing the integral structure at an installation point comprises the steps of driving the pump to introduce water into the lower structure while sensing the depth of the upper tower being submerged in water, The pump can be stopped.

일 실시 예에서, 상기 너셀 및 상기 블레이드를 설치하는 단계는, 물 표면에서 상기 상부 타워의 상단 부분까지의 높이를 센싱하여 상기 너셀의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주며, 물 표면에서 상기 너셀의 회전축까지의 높이를 센싱하여 상기 블레이드의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시킬 수 있다.In one embodiment, the step of installing the nacelle and the blade includes sensing the height from the water surface to the upper end of the upper tower to check the installation height of the nacelle and driving the small crane by the determined installation height And the height of the blade from the water surface to the rotation axis of the nucelle is sensed to confirm the installation height of the blade, and the small crane can be driven by the identified installation height.

일 실시 예에서, 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계는, 펌프를 구동시켜 상기 하부 구조체 내의 물을 외부로 방출하면서 상기 상부 타워의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시킬 수 있다.
In one embodiment, the step of raising the upper tower above water may include driving the pump to detect the floating height of the upper tower while discharging the water in the lower structure to the outside, The pump can be stopped.

본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체를 일체형으로 제작하여 운송하고 설치하도록 함으로써, 운송 비용이 절감됨과 동시에 설치 시간을 단축시킬 수 있으며, 또한 소형 크레인 설치선을 이용하여 설치 가능하므로 설치 비용도 절감할 수 있는 효과를 가진다.
The method of installing a floating offshore wind turbine according to an embodiment of the present invention is a method of installing an upper tower, a connecting structure, and a lower structure integrally, transporting and installing the same, thereby reducing transportation cost and shortening installation time In addition, since it can be installed using a small crane installation line, the installation cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 운송 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 있어 너셀 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 있어 블레이드 설치 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2에 있어 상부 타워 부상 단계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a floating offshore wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of installing a floating offshore wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining the transportation steps of the upper tower, the connection structure and the lower structure in FIG.
FIG. 4 is a view for explaining the installation steps of the upper tower, the connection structure and the lower structure in FIG.
FIG. 5 is a view for explaining the nacelle installation step in FIG.
FIG. 6 is a view for explaining a blade installation step in FIG.
FIG. 7 is a view for explaining an upper tower lifting step in FIG. 2. FIG.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치를 설명하는 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a floating offshore wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 블레이드(110)와, 너셀(120)과, 상부 타워(130)와, 연결 구조체(140)와, 하부 구조체(150)와, 다수 개의 계류 라인(161, 162)을 포함한다.1, a method for installing a floating offshore wind turbine apparatus according to an embodiment of the present invention includes a blade 110, a nacelle 120, an upper tower 130, a connecting structure 140 ), A substructure (150), and a plurality of mooring lines (161, 162).

블레이드(110)는, 너셀(120)에 연결되어 있고 바람(해풍)에 의해 회전하는 구조체로서, 바람에 의해 회전되어 발생되는 회전력을 회전축을 통해 너셀(120)의 풍력발전설비로 전달하도록 한다.The blade 110 is connected to the nacelle 120 and rotates by a wind (wind), and transmits the rotational force generated by the wind to the wind turbine generator of the nacelle 120 through the rotation shaft.

너셀(120)은, 풍력발전설비를 갖추고 있고 회전축으로 블레이드(110)와 연결되어 블레이드(110)가 회전 가능하게 지지하도록 구현되는데, 메인기어박스가 블레이드(110)의 회전축과 연결되고 발전기가 메인기어박스의 출력축과 연결되어, 바람에 의해 블레이드(110)의 회전축이 회전하면, 이때 발생되는 회전축의 회전력을 메인기어박스를 통해 전달받아, 메인기어박스의 출력축이 회전하여 발전기를 가동시켜 전력을 생산하도록 한다.The nacelle 120 is equipped with a wind turbine and is connected to the blade 110 by a rotating shaft so that the blade 110 rotatably supports the main rotor 120. The main gear box is connected to the rotating shaft of the blade 110, When the rotation shaft of the blade 110 rotates by the wind, the rotation shaft of the rotation shaft is transmitted through the main gear box, and the output shaft of the main gear box rotates to operate the generator, Production.

일 실시 예에서, 너셀(120)은, 상부 타워(130)와 결합되어 있는데, 상부 타워(130)에 대해서 자유롭게 회전 가능하도록 설치되어 이루어지며, 이때 너셀(120)과 상부 타워(130) 간의 결합 부분에 형성시킨 수평 회동 장치에 의해서 바람의 방향에 따라 너셀(120)의 방향을 바꾸어 바람이 부는 방향으로 너셀(120)을 회동시켜 줄 수 있다. 즉, 수평 회동 장치는 너셀(120)을 수평 회동시켜 너셀(120)의 방향을 바꾸어 줌으로써, 바람이 부는 방향으로 너셀(120)에 연결된 블레이드(110)를 회동시켜 줄 수 있다.In one embodiment, the nacelle 120 is coupled to the upper tower 130, and is freely rotatable relative to the upper tower 130, wherein the coupling between the nacelle 120 and the upper tower 130 The direction of the nacelle 120 may be changed according to the direction of the wind by rotating the nacelle 120 in the direction of the wind. That is, the horizontal rotating device may rotate the nacelle 120 horizontally to change the direction of the nacelle 120, thereby rotating the blade 110 connected to the nacelle 120 in the wind direction.

상부 타워(130)는, 풍력발전설비를 갖춘 너셀(120)을 탑재하기 위한 구조물로서, 너셀(120)에 연결된 블레이드(110)를 해수면으로부터 미리 설정된 높이만큼 위치시킬 수 있도록 하는 일정한 길이를 가지는 기둥 형태로, 연결 구조체(140)를 통해 하부 구조체(150)와 일체형으로 형성된다.The upper tower 130 is a structure for mounting a nucelle 120 having a wind power generation facility and includes a pillar having a predetermined length for allowing the blade 110 connected to the nacelle 120 to be positioned at a predetermined height from the sea level And is formed integrally with the lower structure 150 through the connection structure 140. [

일 실시 예에서, 상부 타워(130)는, 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)와 일체형으로 형성되어, 운반선에 의해 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 한 번에 운송되도록 하며, 설치 시에도 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 한 번에 발라스트시켜 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠기도록 할 수 있다.The upper tower 130 is integrally formed with the connecting structure 140 and the lower structure 150 and is connected to the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure The connection structure 140 and the lower structure 150 may be ballasted at one time so as to be submerged in the water to the upper tower 130 at the time of installation .

일 실시 예에서, 상부 타워(130)는, 너셀(120)과의 사이에 설치 가능한 베어링 블록을 더 구비할 수 있으며, 베어링 블록에 의해 너셀(120)이 상부 타워(130)에 대해서 자유롭게 회동되도록 해 줄 수 있다.The upper tower 130 can further include a bearing block that can be installed between the upper tower 130 and the nacelle 120 so that the nacelle 120 can be freely rotated about the upper tower 130 by the bearing block. You can do it.

연결 구조체(140)는, 상부 타워(130)와 하부 구조체(150)를 고정 연결시켜 주는 구조체로서, 하부 구조체(150)에 대해서 상부로 상부 타워(130)를 고정 설치해 준다.The connection structure 140 is a structure for fixedly connecting the upper tower 130 and the lower structure 150 and fixes the upper tower 130 to the upper structure with respect to the lower structure 150.

일 실시 예에서, 연결 구조체(140)는, 상부에 상부 타워(130)를 고정 설치해 줌과 동시에 하부에 하부 구조체(150)를 고정 설치해 줌으로써, 상부 타워(130)와 함께 하부 구조체(150)와 일체형으로 형성될 수 있다.The connection structure 140 may be formed by fixing the upper tower 130 to the upper portion and fixing the lower structure 150 to the lower portion so that the lower structure 150 and the lower structure 150 are coupled together with the upper tower 130. [ And may be integrally formed.

하부 구조체(150)는, 블레이드(110), 너셀(120) 및 상부 타워(130)를 지지하기 위한 부력체로서, 상단에 설치되는 블레이드(110), 너셀(120) 및 상부 타워(130)의 중량을 부력으로 지지하여 해상에 뜨도록 해 주는 역할을 한다.The lower structure 150 is a buoyant body for supporting the blades 110, the nacelle 120 and the upper tower 130 and includes a blade 110, a nacelle 120 and an upper tower 130 It supports the weight by buoyancy and floats on the sea.

일 실시 예에서, 하부 구조체(150)는, 수직 실린더 형태로 이루어질 수 있으며, 내부가 빈 중공 구조로 부력을 생성할 수 있도록 구성될 수 있으며, 또한 하단 부분에 부력 중심 하부에 중력 중심을 두기 위한 발라스트(ballast)를 탑재하여 구성할 수도 있다.In one embodiment, the lower structure 150 may be in the form of a vertical cylinder and may be configured to create buoyancy with hollow hollow structures therein, It is also possible to construct a ballast by mounting it.

일 실시 예에서, 하부 구조체(150)는, 연결 구조체(140)를 통해 상부 타워(130)와 일체형으로 형성될 수 있다.In one embodiment, the lower structure 150 may be formed integrally with the upper tower 130 via the connection structure 140.

계류 라인(161, 162)은, 하부 구조체(150)를 계류하기 위해서 하부 구조체(150)를 해저면에 연결 체결시켜 주는 다수 개의 연결체로서, 하부 구조체(150)를 계류하기 위한 힘을 균일하게 분산시켜 안정적으로 계류시키기 위해서, 각 일단을 하부 구조체(150) 측면에 동일한 간격을 두고 설치하고, 다른 일단도 각기 해저면에 동일한 간격을 가지도록 고정 설치한다.The mooring lines 161 and 162 are a plurality of connecting members for connecting the lower structure 150 to the sea bed so as to moor the lower structure 150, In order to distribute and moor stably, the respective ends are provided at equal intervals on the side of the lower structure 150, and the other ends are fixedly installed so as to have equal intervals on the sea floor.

일 실시 예에서, 계류 라인(161, 162)은, 강성을 갖는 와이어 로프(wire rope)로서, 소선을 꼬아 만든 스트랜드(strand)를 단일 또는 복수 개의 층으로 꼬아 합친 구조일 수 있다. 또한, 계류 라인(161, 162)은, 해저면에 고정되는 하단 부분에 앵커(anchor)가 설치되며, 앵커는 계류 라인(161, 162)으로 연결되는 하부 구조체(150) 또는 보조 부력체(160)를 미리 설정된 위치에 계류하기 위한 것으로, 예를 들어 앵커볼트 등의 해저면에 고정되는 구조 또는 닻이나 콘크리트 구조물 등의 자중에 의해 가라앉는 중력식 구조가 적용될 수 있다.
In one embodiment, the mooring lines 161 and 162 are wire ropes having rigidity, and may be a structure in which twisted strands are twisted into single or multiple layers. The mooring lines 161 and 162 are provided with an anchor at a lower end portion fixed to the sea floor and the anchor is connected to the lower structure 150 or the auxiliary buoyant body 160 For example, an anchor bolt or the like, or a gravity type structure that sinks by the weight of an anchor or a concrete structure can be applied.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법의 운용 방법을 설명하는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an operation method of a method for installing a floating offshore wind turbine generator according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 우선 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 일체형으로 제작 형성시킨 후에, 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)를 한꺼번에 운반선에 의해 설치 지점까지 운송하도록 한다(S211).Referring to FIG. 2, the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150 are integrally formed and then the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150 150) are transported to the installation site all at once by the carrier (S211).

이때, 일체형으로 형성된 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150)는 방수 처리되어 있으므로 물 위에 떠 있게 되며, 이에 도 3에 도시된 바와 같이, 운반선은 물 위에 떠 있는 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 와이어 등으로 연결시켜 쉽게 운송할 수 있게 된다.At this time, the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150, which are integrally formed, are waterproofed and floated on the water. As shown in FIG. 3, (That is, the upper tower 130, the connection structure 140, and the lower structure 150) by wire or the like.

여기서, 도 3은 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 운송 단계를 설명하기 위한 도면으로, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 한 번에 설치 지점까지 운송할 수 있으므로, 운반선 이용 회수가 줄어들어 운용 비용이 절감됨을 잘 알 수 있다.3, the integrated structure (that is, the upper tower 130, the connection structure 140, and the lower structure 150), which is a view for explaining the steps of transporting the upper tower, the connection structure and the lower structure, Can be transported to the installation site at a time, thereby reducing the number of times the carrier is used and reducing the operating cost.

다르게는, 운반선을 통한 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 운송은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 지점을 미리 설정해 두고, GPS 등을 이용하여 설정된 설치 지점까지 운반선을 이동시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수도 있음을 잘 이해해야 한다.Alternatively, the transportation of the integral structure (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140 and the lower structure 150) via the carrier may be accomplished by the installation of a floating offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention, (For example, a control device and a memory) for allowing the carrier to be moved to a set point set by using a GPS or the like may be used in advance.

그런 다음에, 상술한 단계 S211에서 운송된 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치 지점에 설치하기 위해서, 설치 지점에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 설치 위치를 잡은 후에, 펌프를 이용하여 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))에 물을 채우는(유입하는) 방식 등과 같이, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 발라스트시켜 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠기도록, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치 지점에 설치해 준다(S212).Then, in order to install the integral structure (i.e., the upper tower 130, the connection structure 140 and the lower structure 150) conveyed in the above-described step S211 at the installation site, the integral structure The upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150 (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) (I.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) to be submerged under water to the upper tower 130, such as by filling the water in the upper tower 130 , The integrated structure (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) is installed at the installation site (S212).

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 풍력발전장치가 설치되는 지점의 수심은 보통 200(m)로 깊은 수심이므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 발라스트시켜 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠길 수 있도록 높이를 낮출 수 있다.At this time, since the depth of the point where the floating offshore wind turbine generator according to the embodiment of the present invention is installed is usually 200 (m) deep, the integrated structure (i.e., the upper tower 130 The connecting structure 140, and the lower structure 150) may be ballasted to lower the height of the upper tower 130 so as to be locked under the water.

여기서, 도 4는 도 2에 있어 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체의 설치 단계를 설명하기 위한 도면으로, 기존과 같이 운반선에 의해 각 부위를 운송하여 해상에서 상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체에 연결 설치할 필요가 없이, 바로 설치 지점에서 단 한 번의 발라스트로 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치할 수 있으므로, 설치가 편리할 뿐만 아니라 설치 시간도 단축할 수 있음을 잘 알 수 있다.FIG. 4 is a view for explaining an installation step of the upper tower, the connection structure and the lower structure in FIG. 2. FIG. 4 is a view for explaining the installation steps of the upper tower, the connection structure and the lower structure, It is possible to install the integral structure (that is, the upper tower 130, the connection structure 140, and the lower structure 150) with only one ballast at the installation point without needing installation, Can be shortened.

다르게는, 하부 구조체(150)에만 물을 채워 하부 구조체(150)만 발라스트시킬 수도 있다. 이때, 계류 라인(161, 162)은 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠길 수 있도록 하부 구조체(150)를 해저면에 연결 체결시켜 하부 구조체(150)를 계류하도록 해 준다.Alternatively, only the lower structure 150 can be ballasted by filling only the lower structure 150 with water. At this time, the mooring lines 161 and 162 allow the lower structure 150 to moor under the water to the upper tower 130 so that the lower structure 150 can be moored.

또한 다르게는, 상부 타워(130)를 설정된 깊이만큼 물 밑에 잠기도록 하기 위해서, 펌프를 구동시켜 물을 하부 구조체(150)로 유입하면서 센서 등을 통해 상부 타워(130)가 물 속에 잠긴 깊이를 감지하고, 해당 감지된 깊이가 설정된 깊이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.Alternatively, in order to immerse the upper tower 130 under the water by a predetermined depth, the pump is driven to introduce water into the lower structure 150, and the depth of the upper tower 130 is detected through the sensor or the like (E.g., a controller and a memory, etc.) that allows the pump to stop driving when the detected depth reaches a set depth.

그리고 상술한 단계 S212에서 발라스트로 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 설치한 후에, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인에 의해 상부 타워(130)의 상단 부분에 너셀(120)을 설치하도록 한다(S213).After installing the integral structure (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) with the ballast in the above-described step S212, a small crane installation line is inserted, 130 are installed at the upper end of the nacelle 120 (S213).

이때, 상술한 단계 S212에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 발라스트로 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠겨 너셀(120)의 설치 높이가 낮아지므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 대형 크레인 설치선을 투입하지 않고, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 상부 타워(130)의 상단 부분에 너셀(120)을 설치할 수 있다.At this time, in step S212, the ballast of the integral structure (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) is submerged under water to the upper tower 130, The nacelle 120 can be installed on the upper part of the upper tower 130 by using a small crane by inserting a small crane installation line without injecting a large crane installation line as shown in FIG.

여기서, 도 5는 도 2에 있어 너셀 설치 단계를 설명하기 위한 도면으로, 소규모의 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 너셀(120)을 설치할 수 있으므로, 설치 비용을 절감할 수 있음을 잘 알 수 있다.Here, FIG. 5 is a view for explaining the nacelle installation step in FIG. 2, in which a nacelle 120 can be installed using a small crane by installing a crane installation line of a small scale, Able to know.

다르게는, 상부 타워(130)의 상단 부분에 너셀(120)을 설치하기 위해서, 센서 등을 이용하여 물 표면에서 상부 타워(130)의 상단 부분까지의 높이를 센싱하여 너셀(120)의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.The height of the nacelle 120 from the surface of the water to the upper portion of the upper tower 130 may be sensed by using a sensor or the like so as to install the nacelle 120 on the upper portion of the upper tower 130, (E. G., Control devices and memories, etc.) that allow the small crane to be driven by the identified installation height.

그런 후에, 상술한 단계 S213에서 너셀(120)을 설치한 후에, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인에 의해 너셀(120)의 회전축에 블레이드(110)를 설치하도록 한다(S214).After the nacelle 120 is installed in the above-described step S213, the small crane installation line is inserted and the blade 110 is installed on the rotary shaft of the nacelle 120 by the small crane (S214).

이때, 상술한 단계 S212에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 발라스트로 상부 타워(130)까지 물 밑에 잠겨 있는 상태를 계속 유지하여, 너셀(120)과 마찬가지로, 블레이드(110)의 설치 높이도 낮아지므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 대형 크레인 설치선을 투입하지 않고, 소형 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 너셀(120)의 회전축에 블레이드(110)를 설치할 수 있다.At this time, in the above-described step S212, the ballast of the integral structure (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) The mounting height of the blades 110 is also lowered as in the case of the first embodiment 120, so that the small crane installation line is inserted into the nacelle 120 without using the large crane installation line, The blades 110 can be installed on the rotating shaft of the motor.

여기서, 도 6은 도 2에 있어 블레이드 설치 단계를 설명하기 위한 도면으로, 소규모의 크레인 설치선을 투입시켜 소형 크레인을 이용해서 블레이드(110)도 설치할 수 있으므로, 설치 비용을 더욱더 절감할 수 있음을 잘 알 수 있다.FIG. 6 is a view for explaining a blade installation step in FIG. 2, in which a blade 110 can be installed using a small-sized crane installation line by injecting a small-scale crane installation line, It is well known.

다르게는, 너셀(120)의 회전축에 블레이드(110)를 설치하기 위해서, 센서 등을 이용하여 물 표면에서 너셀(120)의 회전축까지의 높이를 센싱하여 블레이드(110)의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.The height of the blade 110 from the water surface to the rotation axis of the nacelle 120 may be sensed by using a sensor or the like to install the blade 110 on the rotation axis of the nacelle 120, It should be appreciated that devices (e. G., Control devices and memories, etc.) may be used that drive small crane to the identified installation height.

도 7은 도 2에 있어 상부 타워 부상 단계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a view for explaining an upper tower lifting step in FIG. 2. FIG.

도 7을 참조하면, 마지막으로 상술한 단계 S212에서 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))의 발라스트로 물 밑에 잠겨 있던 상부 타워(130)를 물 위로 부상시켜 주기 위해서, 펌프를 이용하여 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))에 채워져 있던 물을 외부로 빼내는(방출하는) 방식 등과 같이, 일체형 구조물(즉, 상부 타워(130), 연결 구조체(140) 및 하부 구조체(150))을 디발라스트(de-ballast)시켜 상부 타워(130)를 물 위로 부상시켜 준다(S215).7, finally, in step S212, the upper tower 130, which was submerged under the water by the ballast of the integral structure (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140 and the lower structure 150) (Emit) the water that has been filled in the integral structure (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) by using a pump, Ballast the structures (i.e., the upper tower 130, the connecting structure 140, and the lower structure 150) to float the upper tower 130 above the water (S215).

이때, 상부 타워(130)를 설정된 높이만큼 부상시키기 위해서, 펌프를 구동시켜 하부 구조체(150) 내의 물을 외부로 방출하면서 센서 등을 통해 상부 타워(130)의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.At this time, in order to float the upper tower 130 by a predetermined height, the pump is driven to detect the floating height of the upper tower 130 through a sensor or the like while discharging the water in the lower structure 150 to the outside, It should be appreciated that devices (e. G., Control devices and memories, etc.) may be used that allow the pump to stop driving when the lift height reaches a set height.

다르게는, 하부 구조체(150)에만 물을 채운 경우에, 하부 구조체(150) 내의 물을 외부로 방출하여 하부 구조체(150)만 디발라스트시킬 수도 있다. 이때, 계류 라인(161, 162)은 상부 타워(130)가 일정 높이로 물 위로 부상될 때까지 하부 구조체(150)의 계류를 해제하였다가, 상부 타워(130)가 일정 높이에 도달하면 하부 구조체(150)를 계류하도록 해 준다.Alternatively, when only the lower structure 150 is filled with water, the water in the lower structure 150 may be discharged to the outside and only the lower structure 150 may be deformed. At this time, the mooring lines 161 and 162 release the mooring of the lower structure 150 until the upper tower 130 floats above the water at a predetermined height. When the upper tower 130 reaches a certain height, (150).

여기서, 계류 라인(161, 162)을 통한 하부 구조체(150)의 계류 및 계류 해제는, 센서 등을 통해 상부 타워(130)의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이에 따라 계류 라인(161, 162)의 길이를 조절하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 계류 라인(161, 162)의 길이를 고정하도록 하는 장치(예를 들어, 제어장치 및 메모리 등)를 이용할 수 있음을 잘 이해해야 한다.
Here, the mooring and mooring release of the lower structure 150 through the mooring lines 161 and 162 is performed by sensing the floating height of the upper tower 130 through a sensor or the like and moving the mooring line 161 162) and to fix the length of the mooring lines 161, 162 when the detected height of the float reaches the set height (for example, control device and memory) You have to understand it.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

110: 블레이드
120: 너셀
130: 상부 타워
140: 연결 구조체
150: 하부 구조체
160, 161: 계류 라인
110: blade
120: Nacelle
130: Upper tower
140: connection structure
150:
160, 161: Mooring line

Claims (5)

부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법에 있어서,
상부 타워, 연결 구조체 및 하부 구조체가 일체형으로 제작된 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계;
상기 일체형 구조물을 발라스트시켜 상기 상부 타워까지 물 밑에 잠기도록 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계;
소형 크레인을 이용하여 상기 상부 타워의 상단 부분에 너셀을 설치하고 너셀의 회전축에 블레이드를 설치하는 단계; 및
상기 일체형 구조물을 디발라스트시켜 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계를 포함하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
A method of installing a floating offshore wind power generator,
The upper tower, the connecting structure, and the lower structure to an installation point;
Installing the integrated structure at an installation point so that the integrated structure is ballasted and locked under water to the upper tower;
Installing a nacelle on an upper portion of the upper tower using a small crane and installing a blade on a rotating shaft of the nacelle; And
And causing the integral structure to be deformed to float the upper tower over the water.
제1항에 있어서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점까지 운송하는 단계는,
상기 일체형 구조물의 설치 지점을 미리 설정해 두고, 상기 일체형 구조물이 연결된 운반선을 설정된 설치 지점까지 이동시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
The method of claim 1, wherein the step of transporting the integral structure to an installation point comprises:
Wherein the installation point of the integral structure is set in advance and the carrier connected to the integral structure is moved to a predetermined installation point.
제1항에 있어서, 상기 일체형 구조물을 설치 지점에 설치하는 단계는,
펌프를 구동시켜 물을 상기 하부 구조체로 유입하면서 상기 상부 타워가 물 속에 잠긴 깊이를 감지하고, 해당 감지된 깊이가 설정된 깊이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
The method according to claim 1, wherein the step of installing the integral structure at an installation point comprises:
Wherein the pump is driven to flow water into the lower structure to sense a depth at which the upper tower is submerged in water and to stop driving the pump when the detected depth reaches a set depth. How to install the device.
제1항에 있어서, 상기 너셀 및 상기 블레이드를 설치하는 단계는,
물 표면에서 상기 상부 타워의 상단 부분까지의 높이를 센싱하여 상기 너셀의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주며, 물 표면에서 상기 너셀의 회전축까지의 높이를 센싱하여 상기 블레이드의 설치 높이를 확인하고 해당 확인된 설치 높이만큼 소형 크레인을 구동시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.
2. The method of claim 1, wherein the step of installing the nacelle and the blade comprises:
Sensing the height from the surface of the water to the upper end of the upper tower to check the installation height of the nacelle and driving the small crane by the determined installation height and sensing the height from the water surface to the rotation axis of the nacelle, Wherein the installation height of the blade is checked and the small crane is driven by the determined installation height.
제1항에 있어서, 상기 상부 타워를 물 위로 부상시켜 주는 단계는,
펌프를 구동시켜 상기 하부 구조체 내의 물을 외부로 방출하면서 상기 상부 타워의 부상 높이를 감지하고, 해당 감지된 부상 높이가 설정된 높이에 도달하면 펌프의 구동을 정지시켜 주는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 풍력발전장치의 설치 방법.2. The method of claim 1, wherein the step of raising the upper tower above water comprises:
Wherein the pump is driven to discharge water in the lower structure to the outside to sense the floating height of the upper tower and to stop driving the pump when the detected floating height reaches a set height, Method of installing power generation device.
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